基于PLC控制的污水處理的設計

陳 鯤

（福建工程學院，福建 福州 350108）

生活中我們總是會產生很多的污水，隨著污水量的增加，如何處理也成為必須解決的問題，目前，我們一般采用活性污泥法進行處理，它是一種二級生物的處理手段，處理效果好，能力強，然而也存在很大的弊端，即耗費高、管理難，容易出現污泥膨脹、污泥上浮等不良反應，而且水質中的氮、磷等無機營養物質并不能去除，如果這種水再飲用無疑會造成人體傷害.這種處理方式在一定程度上并不適合中國的發展現狀，因為并不符合我國的“可持續發展”戰略，因為，處理污水就是為了降低環境污染，保護環境，但是這種處理污水的方式會耗費大量的資金，面對我國人均資源不足的現實是沒有實施保障的.

1 過濾罐控制方式

過濾罐，顧名思義，就是起過濾的作用，一般它分為兩種控制手段，即自動和手動，在對過濾罐進行控制的過程實際上就是程序的啟動的過程，因為它是按照PLC設定的程序自動工作的.當開啟“自動狀態”時，如果過濾罐的控制開關是開啟的，那么這個過濾罐就就會進行自動的過濾處理.而當開啟“手動狀態”時，如果過濾罐的控制開關是開啟的，那么這個過濾罐就需要一定的人員進行操作和控制才能完成污水處理的工作.過濾器也會隨著工作的進行逐漸被污染，這時候就需要進行清洗工作，此時第一步就要將過濾器中的水排除干凈，排水的過程中，過濾進、出水閥呈關閉狀態，排水、排氣閥則是打開的，隨后再啟動反沖洗泵進行過濾器的凈化，如圖1是具體的反沖洗工作流程圖.

圖1 污水過濾工藝圖

一般這個工程中所有的設備都要包含自動和手動兩種控制方式，如果設備要自動進行工作，那么只要開啟自動狀態，然后使其按照PLC程序中的規則進行工作即可，而且這種狀態下并不需要人工進行控制；而如果設備處于手動控制狀態，那么此時就需要操作人員進行控制，利用控制盤改變設備的工作條件和流程.如圖2是兩種狀態的工作流程圖.

圖2 污水過濾流程圖

2 PLC 實現污水處理系統的設計

2.1 設計說明

污水處理實際上就是對污水進行凈化，然后再投入到生活生產中，也就是保證水資源的循環利用.當開啟“自動狀態”時，如果過濾罐的控制開關是開啟的，那么這個過濾罐就就會進行自動的過濾處理.而當開啟“手動狀態”時，如果過濾罐的控制開關是開啟的，那么這個過濾罐就需要一定的人員進行操作和控制才能完成污水處理的工作.過濾器也會隨著工作的進行逐漸被污染，這時候就需要進行清洗工作，此時第一步就要將過濾器中的水排除干凈，排水的過程中，過濾進、出水閥呈關閉狀態，排水、排氣閥則是打開的，隨后再啟動反沖洗泵進行過濾器的凈化.

2.2 PLC程序編寫

2.2.1 污水處理系統的開啟過程

圖3 污水處理系統的開啟過程

圖3中是污水處理系統的開啟過程圖，從圖中我們可以讀出這樣的信息，常開分別為0000和0006，線圈則是1002，而且在常開0000的情況下還設定了一個自保1002.自保也就是保護整個系統的正常運轉，如果系統出現毛病，那么這時就要發揮自保的作用，可以肯定的說，自保是整個污水處理系統中不可缺少的一部分.這段程序的主要作用是開啟系統，保證污水處理過程的正常運轉.如果此時常開是0000，線圈是1002，那么表示此時需要工作人員的介入，實行自動或手動的方式進行污水的處理，如果常開是0006，那么表示此時整個系統是關閉狀態，但是假如1002的指示燈處于常亮狀態，那么表示工作仍在進行，因此1002存在自保能力.

圖4 污水處理系統的自動和手動的操作過程

2.2.2 污水處理系統的自動和手動的操作過程

圖4是污水處理系統自動和手動的兩種操作過程的描述圖，從圖中我們可以知道，在自動狀態下，常開0001，常開0006，常閉1004，線圈1003，而且在常開的下面還有兩種指令，一個是常開1003，此時是處于能夠自保的狀態，基于自保作用的重要性，必須保證常開1003的設定狀態，此時，在自保常開1003的下面還有一個常開TIM003，這個常開的作用是保證系統的銜接性，缺少這個指令就會阻礙該設備后的工業流程.此時如果在這之后增加一個線圈1003，那么久在很大程度上增加了系統的穩定性，并保證了過濾效果的有效性.實際上，這樣的設置方式有利于系統自動狀態的進行.因為這時設置的數據結合整個系統的程序就可以保證系統中記數器和定時器的正常工作，以便達到污水處理的目的.總而言之，自動狀態的設置是常開0002，常開0006，線圈1004，然后在常開0002的下面設定了一個常開1004，之后結合主線上常開0002，保證常開1004的自保能力正常進行，因為自保是整個污水處理系統中不可分割的一部分，如果系統不能工作而且確實自保能力，那么該系統就會失去凈化作用.另外，在手動狀態下時的設置是常開0002，線圈1004，此時該系統的自保能力是一直啟動的.自動和手動的工作方式是互不干擾的，如果是自動狀態，那么就完全不需要工作人員操作.

2.2.3 污水處理系統的開進水閥，出水閥和加壓的過程

圖5 污水處理系統的開進水閥，出水閥的加壓的過程

圖5對污水處理系統的開進水閥和出水閥的加壓過程進行了描述，從圖中我們可以看出，此時的設置數據信息是常開1003，常閉CNT004，常開0009，常開0006，線圈1005，輸出是1005有自保.基于自保的重要地位必須保證其正常工作，否則將會影響整個系統的污水處理能力.而且在常開1003的下面還有一個常開1004，常開1004的功能也是不容小覷的，這是鏈接后邊過程的關鍵.隨后在常開1003下面設置了常開1005，常開1005和線圈1005結合使用是促進系統工作的重要的部分.假如這個位置沒有常開點1005，那么該程序的編制就失去了意義，也不能控制開進水閥和出水閥，也不能進行加壓的操作.之后隨著污水的引入就要進行污水的凈化了，凈化過程是發生在儲存罐中的.當然在水引入儲存罐之前一定要進行程序的設置，然后打開閥門引入污水，然而假如要處理更多的污水，必須保證水的循環性，也就是必須要加壓，將更多地污水壓到罐中，這樣才能提高污水處理的效率，增加污水的處理效果.這兩種方式的工作原理都是利用出/進水閥和加壓電機的作用將水引入儲存罐，然后進行凈化處理，他們是同時工作同時停止的.因此一定要有一個輸出裝置保證水的循環.

2.3 IO分配PLC輸入/輸出端子

表1 污水過濾PLC輸入/輸出端子分配表

3 小結

水是生命之源，如果水質遭到破壞，那么一定會影響人類的生產，所以保護水資源，改善水質是我們必須解決的難題.文中應用PLC控制實現的污水處理系統，顯然是符合當前當前環保要求設計的，具有一定的借鑒意義.

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